Luận văn tốt nghiệp
MỤC LỤC
Lời mở đầu
Mục lục
PHẦN I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
I- Mục tiêu đề tài.
II- Khả năng của hệ thống báo giờ tự động.
III- Một số qui ước.
IV- Phương hướng giải quyết.
4.1- Giải pháp phần cứng
4.2- Giải pháp phần mềm
V- Nguyên lý chung của hệ thống báo giờ tự động.
PHẦN II : NỘI DUNG
I- Giới thiệu các dạng mạch đã có trong nước.
1.1- Đề tài “Thiết Kế Và Thi Công Máy Báo Tiết Cho
Trường ĐHSPKT”
1.2- Đề tài “Thiết Kế Và Thi Công Mạch Đồng Hồ
Báo Giờ”ø.
1.3-Ưu nhược điểm của hệ thống báo giờ tự động dùng “EPROM”
và vi xử lí Z80.
II- Thiết kế phần cứng.
2.1- Tổng quát phần cứng hệ thống
2.2- Bộ nhớ hệ thống và giải mã đòa chỉ
2.2.1- Bộ nhớ hệ thống
2.2.2- Mạch giải mã đòa chỉ
2.2.3- Tóm tắt
2.3- Khảo sát tính chất ngắt
NMI
2.4- Cấu tạo và nguyên tắt hoạt động các khối mạch
2.4.1- Mạch tạo xung đồng hồ
2.4.2- Mạch đònh thời
2.4.3- Mạch bàn phím (Keypro)
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
2.4.4- Mạch kiểm soát ngắt
2.4.5- Mạch hiển thò (Display)
2.4.6- Mạch điều khiển báo hiệu
2.4.7- Mạch cung cấp điện
2.5- Sơ đồ chi tiết mạch điện hệ thống.
III- Thiết kế phần mềm
3.1- Tổng quát phần mềm hệ thống
3.1.1- Chức năng báo hiệu tự động
3.1.2- Chức năng tạo thời gian thực
3.1.3- Chức năng điều chỉnh thời gian thực
3.1.4- Chức năng về Hottime (Xem – Xóa – Đặt)
3.1.5- Chức năng về Skiptime (Xem – Xóa – Đặt)
3.1.6- Các chương trình con
• Chương trình con hiển thò (tên là Display)
• Chương trình xử lí bàn phím (tên là Keypro)
• Chương trình báo lỗi (tên là ERROR)
3.2- Tổ chức dữ liệu
3.2.1- Thời gian thực
3.2.2- Restime
3.2.3- Hottime
3.2.4- Skiptime
3.2.5- Mã chuông
3.2.6- Các biến
3.2.7- Phân chia vùng nhớ
3.3- Các chương trình
3.3.1- Chương trình MAIN
3.3.2- Chương trình RTP (Real Time Program)
3.3.3- Chương trình Settime
3.3.4- Chương trình Hottime
3.3.5- Chương Trình Skiptime
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
3.3.6- Chương trình con Display
3.3.7- Chương trình con Keypro
3.3.8- Chương trình con ERROR
IV- Thi công
PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I- Kết quả thực nghiệm
II- Mô tả hệ thống và hướng dẫn sử dụng
2.1- Chức năng điều chỉnh thời gian thực (Settime)
2.2- Chức năng về Hottime
2.3- Chức năng về Skiptime
III- Kết luận và hướng phát triển của đề tài
IV- Kiến nghò
Phụ lục
Tài liệu tham khảo
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
PHẦN I
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
I- MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:
Việc báo hiệu thời gian trong trường học, trong phân xưởng sản xuất hay ở các xí
nghiệp … tuy rất đơn giản nhưng đòi hỏi phải có người quản lý theo dõi thường xuyên và
báo hiệu chính xác.
Để đề phòng cháy nổ cho các cơ quan, kho tàng … cần phải được trang bò các thiết bò
phát hiện hỏa hoạn. Việc phát hiện sớm các vụ hỏa hoạn sẽ hạn chế được những thiệt
hại về tính mạng con người cũng như của cải vật chất.
Mục tiêu của đề tài là thiết kế một Hệ Thống có những khả năng sau:
_ Tạo ra thời gian thực.
_ Tự động báo hiệu tại những thời điểm đã được qui đònh (Gồm những thời điểm
được đặt trước trong ROM và những thời điểm do người sử dụng tự đặt vào Hệ Thống
qua bàn phím).
_ Việc báo hiệu có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau.
_ Thăm dò các thiết bò phát hiện hỏa hoạn (Sensors) và phát tín hiệu báo động
khẩn cấp khi có hỏa hoạn xảy ra.
Trong khuôn khổ của luận văn tốt nghiệp, người viết chỉ thiết kế Hệ Thống thực
hiện việc tạo thời gian thực và tự động báo hiệu tại những thời điểm đã được qui đònh.
Hệ Thống có tên gọi “Hệ Thống Báo Giờ Tự Động” được thiết kế nhằm mục đích thay
thế người quản lý tự động báo hiệu tại các thời điểm trong ngày một cách chính xác.
II- KHẢ NĂNG CỦA HỆ THỐNG BÁO GIỜ TỰ ĐỘNG:
Với tên gọi “Hệ Thống Báo Giờ Tự Động” Hệ Thống có những khả năng sau:
_ Cho phép theo dõi thời gian thực (Gồm thứ, giờ, phút và giây) và điều chỉnh thời
gian thực.
_ Tự động báo hiệu tại những thời điểm cố đònh hằng ngày (Những thời điểm này
được đặt sẵn theo yêu cầu nơi sử dụng). Không báo hiệu vào ngày thứ 7 và Chủ nhật.
_ Cho phép người sử dụng đặt vài thời điểm báo hiệu đột xuất trong ngày.
_ Người sử dụng có thể cấm báo hiệu tại những thời điểm nào đó trong ngày.
_ Cho phép xem lại hay xóa mất bất kì thời điểm nào do người sử dụng tự đặt vào
Hệ Thống.
_ Tiếng chuông báo hiệu đa dạng: số hồi chuông, độ dài hồi chuông được thay đổi
nhằm thể hiện mục đích mỗi thời điểm báo hiệu.
_ Hệ Thống vẫn làm việc khi mất điện lưới (nhưng sẽ không báo hiệu).
_ Hệ Thống có đèn chỉ thò yêu cầu đặt lại thời gian thực khi việc tạo thời
gian thực bò gián đoạn.
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
_ Hệ Thống có khả năng phát hiện ra lỗi và sẽ gởi thông báo lỗi đến người sử dụng
qua led hiển thò.
III- MỘT SỐ QUI ƯỚC :
Để ngắn gọn trong trình bày, người viết xin qui ước các thuật ngữ sau đây:
_ Điều chỉnh thời gian thực: là thay đổi thời điểm hiện tại, gọi là SETTIME
_ Thời điểm báo hiệu thường trực: là những thời điểm báo hiệu cố đònh hàng
ngày, chẳng hạn như giờ học trong trường học, gọi là RESTIME.
_ Thời điểm báo hiệu tức thời: là những thời điểm do ngươi sử dụng tự đặt vào Hệ
Thống để báo hiệu đột xuất, gọi là HOTTIME.
_ Thời điểm cấm báo hiệu: là những thời điểm do sử dụng tự đặt vào để cấm báo
hiệu tại bất kì một thời điểm nào trong ngày, gọi là SKIPTIME.
IV-PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT:
Để Hệ Thống có những tính năng mạnh mẽ, dễ dàng trong sử dụng, người viết dùng
kỹ thuật vi xử lý để thiết kế Hệ Thống. Hoạt động của Hệ Thống là sự kết hợp chặt chẽ
giữa phần cứng và phần mềm.
4.1-Giải pháp phần cứng:
Hệ Thống được thiết kế dựa trên bộ vi xử lí (µP Micro processor) Z80 của hãng
Zilog. Hệ Thống có:
_ Bộ nhớ ROM và RAM phục vụ cho hoạt động của Hệ Thống.
_ Tín hiệu đònh thời để phục vụ việc tạo thời gian thực bằng phần mềm.
_ Bàn phím để người sử dụng giao tiếp với Hệ Thống.
_ Mạch kiểm soát các vectơ ngắt
INT
mode 0 dùng cho việc phục vụ các chức
năng: Settime, Hottime và Skiptime.
_ 7 led 7 đoạn để hiển thò thời gian (Thứ, giờ, phút và giây).
_ Mạch điều khiển chuông điện để báo hiệu.
_ Mạch nguồn cấp điện có accu dự phòng khi mất điện lưới.
4.2. Giải pháp phần mềm:
Phần mềm Hệ Thống được thiết kế dựa trên cấu tạo phần cứng Hệ Thống được tổ
chức như sau:
_ Một IC ROM chứa phần mềm Hệ Thống và bảng Restime.
_ Một IC RAM được dùng làm vùng đệm, Stack, bảng Hottime, bảng Skiptime.
_ Chương trình ra quyết đònh báo hiệu và điều khiển báo hiệu.
_ Chương trình phục vụ ngắt
NMI
để đếm thời gian thực.
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
_ Các chương trình phục vụ các ngắt
INT
mode 0 để thực hiện các chức năng:
Settime, Hottime và Skiptime.
_ Xử lý bàn phím và hiển thò để người sử dụng giao tiếp với Hệ Thống.
Trên đây là giải pháp kỹ thuật mà người viết chọn để thiết kế Hệ Thống.
V- NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA HỆ THỐNG BÁO GIỜ TỰ ĐỘNG:
Bộ vi xử lý (µP) Z80 là một µP 8 bit, có khả năng truy xuất 64KB bộ nhớ, có
nhiều kiểu ngắt. Tần số xung clock tối đa 2.5MHz (họ Z80 CPU). Tập lệnh gồm 158
lệnh.
Trong quá trình hoạt động của Hệ Thống, cứ mỗi giây tín hiệu đònh thời tác động
vào ngắt
NMI
để gọi chương trình tạo thời gian thực và mỗi giây thời gian thực được
hiển thò trên đèn led 7 đoạn.
Chương trình phần mềm thường xuyên thực hiện quá trình so sánh thời gian thực với
từng Restime, Hottime, Skiptime và thứ trong tuần để ra quyết đònh báo hiệu.
Khi có tín hiệu gọi ngắt
INT
, tùy vào đòa chỉ ngắt mode 0, các chức năng như:
Xem_Xóa_Đặt Hottime, Xem_Xóa_Đặt Skiptime và Settime sẽ được chương trình tương
ứng phục vụ. Khi đó, thông qua bàn phím và đèn hiển thò người sử dụng sẽ thực hiện các
chức năng đã chọn.
Nhìn chung:
Người viết thấy yêu cầu phần cứng ngoài bộ vi xử lí và bộ nhớ (ROM và RAM)
cần phải có mạch hiển thò, bàn phím, mạch kiểm soát ngắt mode 0, mạch điều khiển báo
hiệu, mạch tạo xung đồng hồ và đònh thời.
Vêà phần mềm, ngoài việc khởi động Hệ Thống cần phải thực hiện các nhiệm vụ
sau: tạo thời gian thực, quyết đònh việc báo hiệu và điều khiển báo hiệu. Phục vụ người
sử dụng điều chỉnh thời gian thực, thực hiện các chức năng về Hottime và Skiptime. Điều
khiển mạch hiển thò để hiển thò các thông tin cần thiết như thời gian thực, các Hottime và
Skiptime, tạo thông báo lỗi. Xử lí bàn phím để nhận lệnh từ người sử dụng.
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
PHẦN II
NỘI DUNG
Hệ thống báo giờ tự động
Luận văn tốt nghiệp
I- GIỚI THIỆU CÁC DẠNG MẠCH ĐÃ CÓ TRONG NƯỚC.
Trước đây đã có một vài Hệ Thống báo Giờ Tự Động được thiết kế và thi công. Tuy
nhiên, do chúng được thiết kế bằng cách dùng “Eprom” nên đã vấp phải một vài hạn chế
về tính năng trong sử dụng cũng như việc tính toán phức tạp trong kết nối phần cứng. Sau
đây, người viết sẽ giới thiệu hai dạng mạch dùng “Eprom” điển hình.
1.1_ Đề tài : “Thiết Kế Và Thi Công Máy Báo Tiết Cho Trường ĐHSPKT”
Gvhd: Trần Minh Chánh.
Svth : Nguyễn Đình Mạnh Chiến
Trần Thò Bạch Ngọc
Sơ đồ khối chi tiết mạch:
Trình bày sơ đồ khối:
_ Khối dao động: tạo tần số chuẩn 1Hz làm tần số cơ sở để mạch hoạt động và tạo
xung điều khiển mạch báo giây.
_ Khối chia 30: tạo tần số 1/30 Hz tức ½ giây là tần số để mạch đếm thay đổi đòa
chỉ bộ nhớ.
_ Khối đếm: Là mạch đếm lên làm tăng dần đòa chỉ bộ nhớ sau mỗi xung ½
giây. Có thể đặt lại trạng thái ban đầu (reset) bằng tay hoặc từ ngõ ra của bộ
nhớ.
_ Khối nhớ và đệm: ghi toàn bộ chương trình báo tiết học trong 24 giờ.
• Tạo xung cho mạch chỉ thò (1 phút) .
• Tạo xung reset cho mạch chỉ thò sau 60 phút, sau 24 giờ.
Hệ thống báo giờ tự động
CÔNG SUẤT
VÀ TẢI
DAO ĐỘNG
1Hz
CHIA 30
OR
NGUỒN
12V.5V
DAO ĐỘNG
CHỈNH
ĐẾM NHỚ VÀ ĐỆM
ĐIỀU KHIỂN
BÁO
CHỈ THỊ
Luận văn tốt nghiệp
• Tạo xung reset toàn mạch sau 24 giờ (bằng cách reset mạch đếm về
trạng thái ban đầu mà tại đòa chỉ đó chứa đoạn chương trình reset toàn
mạch).
_ Khối điều khiển báo hiệu:
• Tạo thời gian dài (7’) cho đầu tiết học.
• Tạo thời gian ngắn (3’) cho cuối tiết học.
• Tắt mở báo bằng tay theo yêu cầu sử dụng (ALARM ON/OFF).
_ Khối công suất: gồm transistor công suất, rơle đóng cắt tải AC, DC (110V, 220V).
_ Khối dao động điều chỉnh:
Tạo tần số dao động cao hơn tần số dao động cơ bản để điều chỉnh lại đồng hồ báo
giờ.
• Chỉnh với tốc độ nhanh.
• Chỉnh với tốc độ chậm.
_ Khối nguồn: Gồm có mạch ổn áp, mạch bảo vệ nhằm cực tính nguồn accu từ
bên ngoài
Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống như sau:
Dữ liệu từ 0 đến 23 giờ và tín hiệu điều khiển báo chuông được nạp trong một IC
ROM 2732. Dữ liệu này không xuất trực tiếp ra led 7 đoạn để hiển thò mà chúng có
nhiệm vụ tạo ra xung clock cho mạch đếm BCD và xung reset cho mạch đếm sau 60
phút và sau 24 giờ.
Nguyên tắc tạo ra xung clock cho mạch đếm BCD như sau :
Cứ mỗi phút ở ngõ ra của IC ROM sẽ xuất hai 2 byte, ở bit D0 của byte thứ nhất có
giá trò là 0 và byte thứ 2 có giá trò là 1, IC ROM cứ tuần hoàn xuất ra dữ liệu như thế nên
ở bit D0 ngõ ra sẽ tạo thành một chuỗi xung liên tục có tần số là 1/60 Hz hay 1 phút
(dạng chuỗi xung có được mô tả ở hình phía dưới) kích cho mạch đếm BCD để mạch
đếm này cứ đếm tăng lên, sau đó số đếm BCD này sẽ được giải mã từ BCD ra led 7 đoạn
để hiển thò.
Đòa chỉ : 0h 1h 2h 3h 4h
D0 0 1 0 1 0
Dạng sóng
1/60 Hz
Hệ thống báo giờ tự động
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét